Частотная характеристика структурное решение и его выведенные количества
FrequencyStructuralResults объект содержит смещение, скорость и ускорение в форме, удобной для графического вывода и постобработки.
О смещении, скорости и ускорении сообщают для узлов треугольной или четырехгранной mesh, сгенерированной generateMesh. Смещение, скорость и ускоряющие значения в узлах появляются как FEStruct объекты в Displacement, Velocity, и Acceleration свойства. Свойства этих объектов содержат компоненты смещения, скорости и ускорения в узловых местоположениях.
Чтобы оценить напряжение, деформацию, напряжение фон Мизеса, главное напряжение и основная деформация в узловых местоположениях, используют evaluateStress, evaluateStrain, evaluateVonMisesStress, evaluatePrincipalStress, и evaluatePrincipalStrain, соответственно.
Чтобы оценить силы реакции на заданном контуре, использовать evaluateReaction.
Чтобы интерполировать смещение, скорость, ускорение, напряжение, деформация и фон Мизес подчеркивают к пользовательской сетке, такой как та, заданная meshgridИспользование interpolateDisplacement, interpolateVelocity, interpolateAcceleration, interpolateStress, interpolateStrain, и interpolateVonMisesStress, соответственно.
Для модели частотной характеристики с затуханием результаты являются комплексными. Используйте функции, такие как abs и angle получить результаты с действительным знаком, такие как величина и фаза. Смотрите Решение Частотной характеристики Структурная Модель с Затуханием.
Решите задачу частотной характеристики при помощи solve функция. Эта функция возвращает частотную характеристику структурное решение как FrequencyStructuralResults объект.
evaluateStress | Оцените напряжение для динамической проблемы структурного анализа |
evaluateStrain | Оцените деформацию для динамической проблемы структурного анализа |
evaluateVonMisesStress | Оцените напряжение фон Мизеса для динамической проблемы структурного анализа |
evaluateReaction | Оцените силы реакции на контуре |
evaluatePrincipalStress | Оцените главное напряжение в узловых местоположениях |
evaluatePrincipalStrain | Оцените основную деформацию в узловых местоположениях |
interpolateDisplacement | Интерполируйте смещение в произвольных пространственных местоположениях |
interpolateVelocity | Интерполируйте скорость в произвольных пространственных местоположениях навсегда или шагах частоты для динамической структурной модели |
interpolateAcceleration | Интерполируйте ускорение в произвольных пространственных местоположениях навсегда или шагах частоты для динамической структурной модели |
interpolateStress | Интерполируйте напряжение в произвольных пространственных местоположениях |
interpolateStrain | Интерполируйте деформацию в произвольных пространственных местоположениях |
interpolateVonMisesStress | Интерполируйте напряжение фон Мизеса в произвольных пространственных местоположениях |
Решите задачу частотной характеристики с затуханием. Получившиеся значения смещения являются комплексными. Чтобы получить величину и фазу смещения, используйте abs и angle функции, соответственно. Чтобы ускорить расчеты, решите модель с помощью результатов модального анализа.
Модальный анализ
Создайте модальную аналитическую модель для 3-D проблемы.
modelM = createpde('structural','modal-solid');
Создайте геометрию и включайте ее в модель.
gm = multicuboid(10,10,0.025); modelM.Geometry = gm;
Сгенерируйте mesh.
msh = generateMesh(modelM);
Задайте модуль Молодежи, отношение Пуассона и массовую плотность материала.
structuralProperties(modelM,'YoungsModulus',2E11, ... 'PoissonsRatio',0.3, ... 'MassDensity',8000);
Идентифицируйте поверхности для применения граничных ограничений и загрузок путем графического вывода геометрии с метками ребра и поверхностью.
pdegplot(gm,'FaceLabels','on','FaceAlpha',0.5)
figure pdegplot(gm,'EdgeLabels','on','FaceAlpha',0.5)
Задайте ограничения на стороны пластины (стоит 3, 4, 5, и 6) предотвратить движения твердого тела.
structuralBC(modelM,'Face',[3,4,5,6],'Constraint','fixed');
Решите задачу для частотного диапазона от -Inf to 12*pi.
Rm = solve(modelM,'FrequencyRange',[-Inf,12*pi]);Анализ частотной характеристики
Создайте аналитическую модель частотной характеристики для 3-D проблемы.
modelFR = createpde('structural','frequency-solid');
Используйте ту же геометрию и mesh, как вы использовали для модального анализа.
modelFR.Geometry = gm; modelFR.Mesh = msh;
Задайте те же значения для модуля Молодежи, отношения Пуассона и массовой плотности материала.
structuralProperties(modelFR,'YoungsModulus',2E11,'PoissonsRatio',0.3,'MassDensity',8000);
Задайте те же ограничения на стороны пластины, чтобы предотвратить режимы твердого тела.
structuralBC(modelFR,'Face',[3,4,5,6],'Constraint','fixed');
Задайте загрузку давления сверху пластины (столкнитесь 2) смоделировать идеальное импульсное возбуждение. В частотном диапазоне этот импульс давления равномерно распределен через все частоты.
structuralBoundaryLoad(modelFR,'Face',2,'Pressure',1E2);
Во-первых, решите модель без затухания.
flist = [0,1,1.5,linspace(2,3,100),3.5,4,5,6]*2*pi;
RfrModalU = solve(modelFR,flist,'ModalResults',Rm);Теперь решите модель с затуханием равного 2% критического затухания для всех режимов.
structuralDamping(modelFR,'Zeta',0.02); RfrModalAll = solve(modelFR,flist,'ModalResults',Rm);
Решите ту же модель с зависимым частотой затуханием. В этом примере используйте частоты решения от flist и затухание значений между 1% и 10% критического затухания.
omega = flist; zeta = linspace(0.01,0.1,length(omega)); zetaW = @(omegaMode) interp1(omega,zeta,omegaMode); structuralDamping(modelFR,'Zeta',zetaW); RfrModalFD = solve(modelFR,flist,'ModalResults',Rm);
Интерполируйте смещение в центре главной поверхности пластины для всех трех случаев.
iDispU = interpolateDisplacement(RfrModalU,[0;0;0.025]); iDispAll = interpolateDisplacement(RfrModalAll,[0;0;0.025]); iDispFD = interpolateDisplacement(RfrModalFD,[0;0;0.025]);
Постройте величину смещения. Увеличьте масштаб частот вокруг первого режима.
figure hold on plot(RfrModalU.SolutionFrequencies,abs(iDispU.Magnitude)); plot(RfrModalAll.SolutionFrequencies,abs(iDispAll.Magnitude)); plot(RfrModalFD.SolutionFrequencies,abs(iDispFD.Magnitude)); title('Magnitude') xlim([10 25]) ylim([0 0.5])
Постройте фазу смещения.
figure hold on plot(RfrModalU.SolutionFrequencies,angle(iDispU.Magnitude)); plot(RfrModalAll.SolutionFrequencies,angle(iDispAll.Magnitude)); plot(RfrModalFD.SolutionFrequencies,angle(iDispFD.Magnitude)); title('Phase')
ModalStructuralResults | solve | StaticStructuralResults | StructuralModel | TransientStructuralResults